CN108511764B - 复合导电板及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合导电板及其制备方法和应用，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：碳材料1‑40份；树脂40‑99份；增强纤维0‑20份。本发明的液流电池用复合导电板中碳含量比较低，在40％以下，但其导电性能却十分优良，机械强度也比较好，加工工艺比较简单，有希望实现工业化的生产。其面比电阻在5mΩ˙cm2～50mΩ˙cm2，弯曲强度在80‑120MPa；单电池测试中，在电流密度为100mA/cm2时，电池能量效率在79％～89％。

Description

复合导电板及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种复合导电板及其制备方法和应用。
背景技术
全钒液流电池是通过正负极电解液中不同价态钒离子的电化学反应来实现电能和化学能互相转化的储能装置，对电网能起到“削峰填谷”的作用，是构建能源互联网，推动电力体制改革和促进能源新业态发展的关键技术。普通的液流电池电堆基本包括双极板、板框、电解液、碳毡和质子交换膜这几部分，其中双极板是决定电池性能效率和成本的主要因素之一(Jaeheon Choe,Jun Woo Lim,Minkook Kim,Jinwhan Kim,Dai GilLee.Durability of graphite coated carbon composite bipolar plates forvanadium redox flow batteries[J].Composite Structures,Volume 134,2015,pp.106-113)。双极板是收集传导电流，分隔正负极电解液的导电隔板，通常要求它化学性能稳定，能够耐酸耐氧化；同时需要较好的机械强度，要求不易弯曲破坏；而且还需要导电性能好，自身电阻小以及与碳毡接触的电阻小，因而采用面比内阻来衡量；制造简单；成本低廉；使用寿命长等。
目前液流电池常用的双极板材料有：金属类、石墨类和碳素复合板类。其中金属类耐酸耐氧化等性能差，研究和应用均受到了一定的限制；石墨板的导电性能好，但机械强度不足，在使用过程中容易发生脆断现象，造成电池失效；碳素复合材料是如今双极板的主要研究方向，主要由有机材料和碳材料复合而成。有机材料主要有热塑性材料和热固性材料两种，热塑性材料有聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯硫醚(PPS)、丙烯酸树脂(TAR)等，热固性材料有乙烯基酯树脂(VE)、酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、聚酰亚胺(PI)和酚醛环氧树脂等(吴旭冉,廖斯达,李冰洋,洪为臣,王保国.液流电池理论与技术——碳纤维增强型复合材料双极板研究[J].储能科学与技术,2014,3(03):283-287.)。碳材料主要有炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、热解碳和膨胀石墨等。碳材料与有机材料在提升双极板性能方面存在矛盾：高的碳含量会使得导电性能提高，但双极板的机械强度会下降，而高的有机材料含量在使得机械强度上升的同时，却降低了双极板的导电性能。因而一般的双极板碳含量都有一个“阈值”(碳含量低于此值导电性能急剧下降)，如膨胀石墨(由鳞片石墨加工膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质)的质量含量“阈值”为55％左右(徐冬清,范永生,刘平,王保国.全钒液流电池复合材料双极板研究[J].高校化学工程学报,2011,25(02):308-313.)。
2013年韩国科学技术院的Ki Hyun Kim等人，将平纹碳纤维预浸料跟厚度为120μm的碳纸(expanded graphite foils)进行热压的方法来得到平均厚度约为0.41mm的双极板，ASR为130～150mΩ˙cm2；制成的双极板在80mA/cm2的电流密度下能量效率约为86％，然而机械强度并不够高(Ki Hyun Kim,Bu Gi Kim,Dai Gil Lee.Development of carboncomposite bipolar plate(BP)for vanadium redox flow batteries(VRFB)[J].Composite Structures,Volume 109,2014,pp.253-259)。
2013年，德国的夫琅和费化学研究所和芬兰国家技术研究中心(VTT)联合研究的，将低各向异型的合成石墨颗粒、聚苯硫醚、以及平均直径为9.5nm，平均长度为1.5μm的碳纳米管和其他偶联剂的混合，再利用模压的来制备成厚度为3mm的双极板，这种方法制备的双极板碳含量约为72.5％，弯曲强度为70～95MPa，面方向导电率为5～60S/cm，厚度方向导电率为1～20S/cm，这种双极板的电池效率比较低，在55mA/cm2的电流密度下能量效率才为40％～80％(Burak Caglar,Peter Fischer,Pertti Kauranen,Mikko Karttunen,PeterElsner.Development of carbon nanotube and graphite filled polyphenylenesulfide based bipolar plates for all-vanadium redox flow batteries[J].Journalof Power Sources Volume 256,2014,pp.88-95)。
从上述目前双极板的发展趋势来看，碳素复合板是未来主要的发展方向，而行业内普遍认为高电导率(低面比电阻)的碳素复合板必然基于高碳含量，而且导电率随着含碳量的增加而提高。然而，大量研究证明，高碳含量情况下，双极板的弯曲强度，抗冲击强度，拉伸强度等机械强度较低，会增加双极板应用的风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种复合导电板及其制备方法和应用。本发明制备的导电板为一种碳含量、高电导率的双极板，其电导率甚至高于高碳含量的双极板。由于降低了双极板中碳含量，成功制备了高机械强度的双极板。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种复合导电板，包括以下重量份数的各组分：
碳材料 1-40份；
树脂 40-99份；
增强纤维 0-20份。
优选地，所述复合导电板中碳的总质量含量小于40％，更优选小于30％，最优选小于20％。
优选地，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：
碳材料 1-30份；
树脂 60-98.5份；
增强纤维 0.5-10份。
更优选地，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：
碳材料 1-20份；
树脂 72-98.5份；
增强纤维 0.5-8份。
最优选地，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：
碳材料 15-30份；
树脂 65-84份；
增强纤维 1-5份。
优选地，所述碳材料选自碳纳米管、石墨烯和膨胀石墨中的至少一种。更优选碳材料为石墨烯、膨胀石墨，所述膨胀石墨的松装密度为0.001～0.02g/ml。最优选碳材料为石墨烯。
优选地，所述树脂选自热塑性树脂或热固性树脂中的至少一种；所述热塑性树脂25℃条件下或熔融条件下的粘度范围为1-50000cps，热固性树脂固化前25℃条件下的粘度范围为1-50000cps。
具体而言，所述热塑性树脂可以先溶于溶剂(25℃条件下溶液粘度范围为1-50000cps)，再以溶液的形式和所述碳材料混合。然后将溶剂挥发，热压而成；或
所述热塑性树脂可以单体的方式与所述碳材料混合(25℃条件下单体的粘度范围为1-50000cps)，再通过聚合形成树脂和碳的混合物，然后热压而成；或
可以先将所述热塑性树脂熔化(熔融条件下，树脂的粘度范围为1-50000cps)，再通过聚合形成树脂和碳的混合物，然后热压而成。
所述热固性树脂固化前，25℃温度下树脂的粘度范围为1-50000cps。
优选地，所述热塑性树脂为聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚苯硫醚树脂、丙烯酸树脂中的至少一种；所述热固性树脂为乙烯基酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺和酚醛环氧树脂中的至少一种。
优选地，所述增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维中的至少一种。
优选地，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：
碳材料 15-30份；
树脂 65-84份；
碳纤维 1-5份。
优选地，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：
碳材料 1-40份；
树脂 40-98.5份；
玻璃纤维 0.5-20份。
更优选地，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：
碳材料 1-30份；
树脂 60-98.5份；
玻璃纤维 0.5-10份。
更优选地，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：
碳材料 1-20份；
树脂 72-98.5份；
玻璃纤维 0.5-8份。
最优选地，所述复合导电板包括以下重量份数的各组分：
碳材料 15-30份；
树脂 65-84份；
玻璃纤维 1-5份。
本发明还提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和权利要求1所述的复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
优选地，所述碳材料导电层选自碳纸、碳布、碳纤维、石墨粉、碳粉、石墨纸、热解碳、石墨烯中的至少一种材料制备。
本发明还提供了一种电池双极板的制备方法，包括以下步骤：
将碳材料、树脂和增强纤维按比例预先混合，形成复合导电板，然后在复合导电板的上下表面均覆盖碳材料导电层，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃下，压成薄板，即得。
本发明获得了的一种在低碳含量条件下实现高电导率的方法，而本领域传统的经验和理论则认为，高导电率的碳复合板需要在高碳含量的情况下才能获得，比如高于60％。本技术通过在低碳含量的条件下可以同时获得高机械强度和高电导率，打破了传统技术电导率和机械强度相互制约的问题。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的液流电池用复合导电板中碳含量比较低，在40％以下，但其导电性能却十分优良，机械强度也比较好，加工工艺比较简单，有希望实现工业化的生产。其面比电阻在5mΩ˙cm2～50mΩ˙cm2，弯曲强度在80-120MPa；单电池测试中，在电流密度为100mA/cm2时，电池能量效率在79％～89％。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明实施例采用的双极板的ASR测试装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
碳纳米管 1份
聚乙烯 99份
玻璃纤维 0份
上下碳材料导电层材料为碳纸。
双极板的制备方法为：将聚乙烯在180℃下熔化(粘度为50000cps)，然后将碳纳米管和聚乙烯熔体预先混合，在上下表面覆盖碳纸，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为50mΩ˙cm2；弯曲强度为80MPa。在全钒液流单电池测试中，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.1％；电压效率为81.9％；能量效率为79.5％。
实施例2
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
碳纳米管 40份
聚酰亚胺 40份
玻璃纤维 20份
所述上下碳材料导电层材料为热解碳。
双极板的制备方法为：将碳纳米管、聚酰亚胺溶液(N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，粘度为1cps)和玻璃纤维预先混合，然后将溶剂除去，最后在上下表面覆盖热解碳，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为48mΩ˙cm2；弯曲强度为82MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.2％；电压效率为81.4％；能量效率为79.1％。
实施例3
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
碳纳米管 20份
环氧树脂 70份
玻璃纤维 10份
所述上下碳材料导电层材料为石墨烯。
双极板的制备方法为：将碳纳米管、环氧树脂(25℃时的粘度为1400cps)和玻璃纤维预先混合，在上下表面覆盖石墨烯，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为25mΩ˙cm2；弯曲强度为90MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.3％；电压效率为84.7％；能量效率为82.5％。
实施例4
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
膨胀石墨 1份
聚丙烯 98.5份
玻璃纤维 0.5份
所述上下碳材料导电层材料为碳布。
双极板的制备方法为：将聚丙烯在250℃条件下加热，控制聚丙烯熔体粘度为6600cps，然后将膨胀石墨(松装密度为0.001g/ml)、聚丙烯和碳纤维预先混合，在上下表面覆盖碳布，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为15mΩ˙cm2；弯曲强度为103MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.9％；电压效率为86.0％；能量效率为84.2％；
实施例5
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
膨胀石墨 30份
聚丙烯 60份
玻璃纤维 10份
所述上下碳材料导电层材料为碳布。
双极板的制备方法为：将聚丙烯在190℃条件下加热，控制聚丙烯熔体粘度为15000cps，然后将膨胀石墨(松装密度为0.01g/ml)、聚丙烯和玻璃纤维预先混合，在上下表面覆盖碳布，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为40mΩ˙cm2；弯曲强度为94MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.2％；电压效率为84.8％；能量效率为80.5％；
实施例6
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
膨胀石墨 15份
聚丙烯 80份
玻璃纤维 5份
所述上下碳材料导电层材料为碳布。
双极板的制备方法为：将聚丙烯在200℃条件下加热，控制聚丙烯熔体粘度为10000cps，然后将膨胀石墨(松装密度为0.02g/ml)、聚丙烯熔体和玻璃纤维预先混合，在上下表面覆盖碳布，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为15mΩ˙cm2；弯曲强度为105MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.8％；电压效率为86.4％；能量效率为84.5％；
实施例7
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
膨胀石墨 1份
聚偏氟乙烯 98.5份
玻璃纤维 0.5份
所述上下碳材料导电层材料为碳纤维。
双极板的制备方法为：将偏氟乙烯单体(25℃时粘度为268cps)和膨胀石墨(松装密度为0.005g/ml)、和玻璃纤维预先混合，然后原位聚合，制得聚偏氟乙烯、膨胀石墨和玻璃纤维的混合物，最后在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为60mΩ˙cm2；弯曲强度为106MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.9％；电压效率为86.3％；能量效率为84.5％；
实施例8
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
膨胀石墨 20份
聚偏氟乙烯 72份
玻璃纤维 8份
所述上下碳材料导电层材料为碳纤维。
双极板的制备方法为：将聚偏氟乙烯溶于N，N二甲基乙酰胺，制成聚偏氟乙烯溶液(25℃时的粘度为2050cps)，然后将膨胀石墨(松装密度为0.008g/ml)、聚偏氟乙烯和玻璃纤维预先混合，在上下表面覆盖碳纤维，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为13mΩ˙cm2；弯曲强度为109MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.9％；电压效率为87.0％；能量效率为85.2％；
实施例9
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
膨胀石墨 10份
聚偏氟乙烯 86份
玻璃纤维 4份
所述上下碳材料导电层材料为碳纤维。
双极板的制备方法为：聚偏氟乙烯溶于N，N二甲基乙酰胺，制成聚偏氟乙烯溶液(25℃时的粘度为2050cps)，然后将膨胀石墨(松装密度为0.015g/ml)、聚偏氟乙烯溶液和玻璃纤维预先混合，随后加热将溶剂除去，最后在上下表面覆盖碳纤维，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为8mΩ˙cm2；弯曲强度为114MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.9％；电压效率为89.5％；能量效率为87.6％；
实施例10
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
石墨烯 1份
聚苯硫醚 98份
碳纤维 1份
所述上下碳材料导电层材料为石墨粉。
双极板的制备方法为：将石墨烯、聚苯硫醚N-甲基吡咯烷酮溶液(25℃时的粘度为35cps)和碳纤维预先混合，然后将溶剂除去，最后在上下表面覆盖石墨粉，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为90mΩ˙cm2；弯曲强度为73MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.8％；电压效率为89.4％；能量效率为87.4％；
实施例11
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
石墨烯 10份
丙烯酸树脂 85份
碳纤维 5份
所述上下碳材料导电层材料为碳粉。
双极板的制备方法为：将石墨烯、丙烯酸树脂(25℃时的粘度为1900cps)和碳纤维预先混合，在上下表面覆盖碳粉，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为7mΩ˙cm2；弯曲强度为119MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.9％；电压效率为89.8％；能量效率为87.9％；
实施例12
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
石墨烯 5份
乙烯基酯树脂 92份
碳纤维 3份
所述上下碳材料导电层材料为石墨纸。
双极板的制备方法为：将石墨烯、乙烯基酯树脂(25℃时的粘度为400cps)和碳纤维预先混合，在上下表面覆盖石墨纸，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为5mΩ˙cm2；弯曲强度为118MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为98.0％；电压效率为90.2％；能量效率为88.4％；
实施例13
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
膨胀石墨 5份
酚醛树脂 92份
碳纤维 3份
所述上下碳材料导电层材料为石墨纸。
双极板的制备方法为：将膨胀石墨(松装密度为0.009g/ml)、酚醛树脂(25℃时的粘度为790cps)和碳纤维预先混合，在上下表面覆盖石墨纸，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为8mΩ˙cm2；弯曲强度为112MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为98.0％；电压效率为89.6％；能量效率为87.8％。
实施例14
本实施例提供了一种电池双极板，包括碳材料导电层和复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
碳纳米管 5份
酚醛环氧树脂 92份
碳纤维 3份
所述上下碳材料导电层材料为石墨纸。
双极板的制备方法为：将石墨烯、酚醛环氧树脂(25℃时的粘度为900cps)和碳纤维预先混合，在上下表面覆盖石墨纸，在压力为0.5～20MPa，热压温度20～250℃，压成薄板。制备出的双极板ASR为10mΩ˙cm2；弯曲强度为111MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.9％；电压效率为89.1％；能量效率为87.2％。
对比例1
本对比例提供了一种电池双极板，与实施例14基本相同，不同之处仅在于：所述复合导电板的原料各组分中，将碳纳米管替换为了热解碳。所述制备方法与实施例14相同。
本对比例制备出的双极板ASR为897mΩ˙cm2；弯曲强度为85MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为95％；电压效率为52％；能量效率为49.4％。
对比例2
本对比例提供了一种电池双极板，与实施例14基本相同，不同之处仅在于：所述复合导电板的原料各组分中，将碳纳米管替换为了碳纤维。所述制备方法与实施例14相同。
本对比例制备出的双极板ASR为260mΩ˙cm2；弯曲强度为106MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为96.3％；电压效率为70.1％；能量效率为67.4％。
对比例3
本对比例提供了一种电池双极板，与实施例13基本相同，不同之处仅在于：所述复合导电板的原料各组分中，将膨胀石墨替换为了常规石墨粉。所述制备方法与实施例13相同。
本对比例制备出的双极板ASR为1820mΩ˙cm2；弯曲强度为95MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为80％；电压效率为30％；能量效率为24％。
对比例4
本对比例提供了一种电池双极板，与实施例13基本相同，不同之处仅在于：所述复合导电板的原料各组分中，采用的膨胀石墨的密度为0.0005g/ml。所述制备方法与实施例13相同。
本对比例制备出的双极板ASR为55mΩ˙cm2；弯曲强度为82MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.0％；电压效率为80.6％；能量效率为78.2％。
对比例5
本对比例提供了一种电池双极板，与实施例13基本相同，不同之处仅在于：所述复合导电板的原料各组分中，采用的膨胀石墨的密度为0.03g/ml。所述制备方法与实施例13相同。
本比例制备出的双极板ASR为83mΩ˙cm2；弯曲强度为102MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.0％；电压效率为78.6％；能量效率为76.2％。
对比例6
本对比例提供了一种电池双极板，与实施例2基本相同，不同之处仅在于：所述复合导电板的原料各组分的重量份数如下：
碳纳米管 45份
聚酰亚胺 35份
玻璃纤维 20份
所述制备方法与实施例2相同。
本对比例制备出的双极板ASR为59mΩ˙cm2；弯曲强度为52MPa。在全钒液流单电池测试，在100mA/cm2时，电池性能参数为：库伦效率为97.0％；电压效率为80.5％；能量效率为78.1％。
以上实施例和对比例采用的ASR的测试方法如下：
因为实际的液流电池电堆运行过程中，施加在电堆中的压力并不是一个恒定值，因而通过控制施加压力一致来控制双极板所处的环境一致并不是最优选的方案。在实际工作中由于板框的限定碳毡的压缩量是一定的，因而我们设计的测量方法中，加入板框的部分，用以限制碳毡在施加材料后的压缩量一致。
步骤一：将双极板样品裁成100mm×120mm；
步骤二：如图1所示连接好电路结构，先不加入双极板，板框的厚度为4mm，两块碳毡原来厚度为6mm，装配好后被压缩成4mm；
步骤三：通过输入1A恒流源，测量在没有加入双极板时的电压值，根据欧姆定律算出电阻值；
步骤四：将双极板如图1所示加入电路中，因为板框的俯视平面为100mm×100mm，双极板的长多出的20mm，用于伸出在板框中，从而控制碳毡的压缩量跟没有加双极板时一致，因为双极板实际加入电路回路的有效面积为100mm×100mm。
步骤五：通过输入1A恒流源，测量在没有加入双极板时的电压值，根据欧姆定律算出电阻值；比较前后两次的电阻差，再乘以有效面积，即可得到双极板的面积比内阻ASR。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种复合导电板，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
膨胀石墨 10份；
聚偏氟乙烯 86份；
玻璃纤维 4份；
或
石墨烯 10份；
丙烯酸树脂 85份；
碳纤维 5份；
或
石墨烯 5份；
乙烯基酯树脂 92份；
碳纤维 3份；
或
膨胀石墨 5份；
酚醛树脂 92份；
碳纤维 3份；
或
碳纳米管 5份；
酚醛环氧树脂 92份；
碳纤维 3份。
2.一种电池双极板，其特征在于，包括碳材料导电层和权利要求1所述的复合导电板；所述复合导电板设置在两层碳材料导电层之间。
3.根据权利要求2所述的电池双极板，其特征在于，所述碳材料导电层选自碳纸、碳布、碳纤维、石墨粉、碳粉、石墨纸、热解碳、石墨烯中的至少一种材料制备。
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